Forscher untersuchen die Krebsanfälligkeit bei Vögeln

In einer der größten Studien zur Krebsanfälligkeit bei Vogelarten beschreiben Forscher der Arizona State University einen faszinierenden Zusammenhang zwischen Reproduktionsraten und Krebsanfälligkeit.

Die von einem internationalen Wissenschaftlerteam geleitete Studie analysierte Daten von mehr als 5.700 Vogel-Autopsien von 108 Arten. Forscher haben herausgefunden, dass Vögel, die mehr Eier pro Gelege legen, tendenziell häufiger an Krebs erkranken. Diese Erkenntnisse werfen ein neues Licht auf die evolutionären Kompromisse zwischen Fortpflanzung und Überleben bei Vögeln und haben Auswirkungen auf Gesundheit und Krankheit im gesamten Lebensbaum.

Durch die Untersuchung, wie sich unterschiedliche Energieverteilungsstrategien auf die Krebsentstehung bei Vögeln auswirken, haben Forscher Einblicke in Mechanismen gewonnen, die für die Untersuchung menschlicher Krebserkrankungen relevant sind. Dieses Verständnis könnte zu neuen Strategien zur Krebsprävention und -behandlung führen und die gegenseitige Abhängigkeit der biologischen Forschung zwischen den Arten hervorheben.

„Vögel sind aus vielen Gründen außergewöhnlich, aber einer davon ist, dass sie weniger von Krebs betroffen sind als Säugetiere, und wir wissen nicht warum“, sagt Carlo Maley, korrespondierender Autor der neuen Studie. „Wir möchten verstehen, wie Vögel die Entstehung von Krebs verhindern und sehen, ob wir diese Daten nutzen können, um Krebs beim Menschen vorzubeugen. »

Maley leitet das Arizona Cancer and Evolution Center, ist Forscher am Biodesign Center for Biocomputing, Security and Society und Professor an der School of Life Sciences der ASU.

Die Ergebnisse der Gruppe erscheinen in Evolution, Medizin und öffentliche Gesundheit.

Die Studie wurde von einem interdisziplinären Forscherteam der Arizona State University, der University of California Santa Barbara, der North Carolina State University und mehreren europäischen Universitäten durchgeführt. Das Team brachte Experten aus Evolutionsbiologie, Veterinärmedizin und Krebsforschung zusammen.

Kooperation und Krebs

Obwohl Krebs eine allgegenwärtige Gefahr für fast alle mehrzelligen Organismen darstellt, wurden die Anfälligkeit und Risikofaktoren für Krebs bei Vögeln nicht so umfassend untersucht wie bei Säugetieren. Vögel verfügen wie alle anderen Organismen über begrenzte Energieressourcen, die sie für verschiedene Funktionen einsetzen können. Wenn mehr Energie für die Fortpflanzung aufgewendet wird, steht weniger Energie zur Erhaltung der Gesundheit des Körpers zur Verfügung, was zu einem erhöhten Risiko für Krankheiten, einschließlich Krebs, führen kann.

Die Theorie der Lebensgeschichte ist ein Zweig der Evolutionsökologie, der untersucht, wie evolutionäre Zwänge Kompromisse zwischen verschiedenen Lebensfunktionen beeinflussen. Bei Vögeln steht bei Arten, die eine hohe Fortpflanzungsrate haben und viel in die Aufzucht ihrer Nachkommen investieren, weniger Energie für die DNA-Reparatur zur Verfügung, was sie anfälliger für Krebs macht. Das gleiche Phänomen könnte auch bei Säugetieren zutreffen, wie die Autoren bereits gezeigt haben.

Solche Studien helfen auch zu erklären, warum einige langlebige Arten – die tendenziell weniger Nachkommen haben und mehr in Erhaltung und Langlebigkeit investieren – niedrigere Krebsraten haben könnten. Im Gegensatz dazu können Arten mit hohen Reproduktionsraten und kürzerer Lebensdauer der Fortpflanzung Vorrang vor Langlebigkeit und Erhaltung einräumen, wodurch sich ihre Anfälligkeit für Krebs erhöht.

„Interessanterweise ist der Kompromiss zwischen Fortpflanzung und Körpererhaltung je nachdem, auf welches Fortpflanzungsmerkmal wir uns konzentrieren, nicht immer klar“, sagt Co-Erstautorin Stefania Kapsetaki. „Zum Beispiel bedeutet die Investition in eine Eigenschaft, die mit erhöhter Fortpflanzung verbunden ist, nicht immer, dass weniger in eine Eigenschaft investiert wird, die mit der Körpererhaltung zusammenhängt. Es ist wichtig zu bedenken, dass die Prävalenzmuster von Vogelkrebs durch mehrere interagierende Komponenten beeinflusst werden, von denen einige bekannt sind und andere noch entdeckt werden müssen. »

Anders als man erwarten könnte, konnte in der Studie kein signifikanter Zusammenhang zwischen Größe oder Lebensdauer und dem Krebsrisiko bei Vögeln festgestellt werden. Diese Ergebnisse verdeutlichen ein biologisches Phänomen namens „Peto-Paradoxon“, bei dem größere, langlebigere Tiere manchmal eine geringere Krebsrate aufweisen, obwohl sie mehr potenziell krebsartige Zellen haben.

In früheren Forschungsarbeiten haben Maley und seine Kollegen untersucht, wie große Säugetiere, darunter Wale und Elefanten, ausgefeilte Strategien zur Krebsunterdrückung entwickelt haben, die Hinweise im Kampf gegen Krebserkrankungen beim Menschen liefern könnten.

Die aktuelle Studie ergab, dass Vögel mit größeren Gelegegrößen (mehr Eier pro Gelege) deutlich häufiger an bösartigen Krebserkrankungen erkrankten. Dies deutet auf einen möglichen Kompromiss zwischen Fortpflanzung und Krebsabwehrmechanismen hin. Andere Faktoren wie die Inkubationsdauer, körperliche Unterschiede zwischen Männchen und Weibchen und das Geschlecht des Vogels waren nicht signifikant mit der Krebsprävalenz verbunden.

Reproduktionskosten

Diese Erkenntnisse tragen zu einer wachsenden Zahl von Beweisen bei, die einen Zusammenhang zwischen reproduktiver Investition und Krankheitsrisiko bei Tieren herstellen. Die Forscher verwendeten fortschrittliche statistische Techniken, um die evolutionären Beziehungen zwischen verschiedenen Vogelarten zu erklären und so Muster zu identifizieren, die wahrscheinlich eher auf natürlicher Selektion als auf Zufall beruhen. Dies deutet darauf hin, dass es für verschiedene ökologische Nischen möglicherweise optimale Krebsabwehrniveaus gibt, die sich manchmal aufgrund von Umweltveränderungen ändern können.

Die Daten zur Krebsanfälligkeit stammten aus Autopsien, die über einen Zeitraum von 25 Jahren in 25 verschiedenen zoologischen Einrichtungen durchgeführt wurden, und Informationen zur Lebensgeschichte wurden aus vorhandenen wissenschaftlichen Datenbanken zur Vogelbiologie zusammengestellt. Die Forscher betonten, dass ihre Ergebnisse auf unter menschlichem Schutz lebenden Vögeln basieren, die sich in einigen Punkten von Wildpopulationen unterscheiden können.

Zukünftige Forschungswege

Die Studie wirft neue Fragen für die zukünftige Forschung auf: Welche molekularen Mechanismen liegen dem Zusammenhang zwischen Gelegegröße und Krebsrisiko zugrunde? Wie beeinflussen ökologische Faktoren die Krebsanfälligkeit in Wildvogelpopulationen? Und wie verhindern sie bei Vogelarten, die extrem niedrige Krebsraten haben, Krebs?

Diese Ergebnisse könnten Auswirkungen auf die Pflege und Erhaltung von Vogelarten haben.

Zoos und Wildtierzentren möchten möglicherweise eine umfassendere Krebsvorsorgeuntersuchung bei Arten mit größeren Brutgrößen in Betracht ziehen. Darüber hinaus könnten Schutzbemühungen für gefährdete Vogelarten von der Berücksichtigung des Krebsrisikos als Teil des allgemeinen Gesundheitsmanagements der Bevölkerung profitieren.

Diese Studie zeigt das Interesse an der Anwendung evolutionären Denkens auf die Krebsbiologie. Durch die Untersuchung, wie verschiedene Arten mit dem Krebsrisiko umgehen, könnten Forscher neue Präventions- und Behandlungsstrategien entdecken, die sowohl der Human- als auch der Veterinärmedizin zugute kommen könnten.